单个TU中内联变量的静态初始化顺序

Question

我知道这个问题已经被问过很多次了，但这似乎是一个略有不同的变化，我无法弄清楚。

考虑以下代码：

#include <cstdio>

struct TestValue;

inline const TestValue* v_ptr = nullptr;

struct TestValue {
    static const TestValue v1;

    TestValue() {
        v_ptr = this;
        printf("TestValue Initialized at %p\n", this);
    }
};

struct CallTest {
    CallTest() {
        printf("CallTest Initalized at %p\n", this);
        printf("v_ptr = %p\n", v_ptr);
    }
};

const inline TestValue TestValue::v1{};
const inline CallTest ct{};



int main() {}

我使用的是 C++17 或更高版本，它增加了对外部静态初始化内联变量的支持。我试图理解使用内联说明符“out of line”时围绕初始化顺序的保证。请注意， v1被声明为 TestValue 的静态变量，然后稍后但在 之前内联定义ct。令人惊讶的是（至少对我来说），使用 Clang 14.0.3，程序打印：

CallTest Initalized at 0x404059
v_ptr = (nil)
TestValue Initialized at 0x404068

如果我移出v1它在之前的同一行中TestValue声明和ct定义的位置，我会得到预期的输出：

TestValue Initialized at 0x404059
CallTest Initalized at 0x404068
v_ptr = 0x404059

我对我对标准的理解充满信心，因为第二个示例保证首先打印 TestValue。但是第一个案例呢？

我不确定前向声明的合法性v1，然后稍后再内联定义它，但仅此一点似乎就可以了： https: //eel.is/c++draft/dcl.inline#note-2

至于顺序，我的理解是v1和ct应该是“部分排序”：因为它们是内联的https://eel.is/c++draft/basic.start.dynamic#1

然后，由于其中至少一个是部分有序的（另一个不是无序的），因此它们按照定义的顺序进行初始化：https://eel.is/c++draft/basic.start.dynamic#3.1

也许我误读了部分有序和无序的定义？不是v1部分排序的，因为内联说明符出现在定义的后面 - 即。排序仅适用于声明处的内联？在这种情况下，我仍然不明白它如何变得无序；另一种可能是有效的。还需要指定 inline 来修复 ODR 违规，因此它似乎正在做一些事情。（我从上述情况中发现了这个错误，但是其中TestValue和CallTest以及它们各自的定义被分割到多个标头中，CallTest标头包括TestValue）。

我还发现 GCC 尊重 和 的定义顺序，v1而ct如上所述，Clang 总是ct首先初始化。

神箭链接

编辑：Clang 中的另一个观察结果 - 如果我 makev1和ctconstexpr （从构造函数中删除副作用），则地址v1小于ct- 它们按预期顺序初始化。

我还在上面的示例中意识到const inline CallTest ct{}具有内部链接，而v1外部是静态成员。我修复了这个问题，但ct仍然首先“错误”初始化。不确定这是否会影响预期的初始化顺序。

我也进行了这个测试：

extern const TestValue v1;

const inline TestValue v1{};
extern const inline CallTest ct{};

其中首先初始化v1。我不明白为什么，如果v1是静态类变量，它的初始化顺序与普通的外部变量不同。

Answer 1

看起来这应该在 Clang 16 中修复：https://github.com/llvm/llvm-project/commit/f9969a3d28e738e9427e371aac06d71269220123

演示： https: //clang.godbolt.org/z/vMrhTTW8v